论作业现场循环过滤沉淀池在油田节能减排中的应用前景

1、 HYPERLINK 典型案例例分析申申报表申报单位位：井下作作业大队队申报类类别：技术创创新单位申申报名次次：第5名案例名称称作业现场场循环过过滤沉淀淀池在油油田节能能减排中中的应用用前景提案人姚志刚操作人李旭光、苏愿忠忠、王凯凯、袁海海坤、张张磊、杜杜长征发布人李旭光应用时间间20077.7-20008.77应用地点点井下作业业大队案例简介及效果评价针对作业业现场钻钻化堵剂剂施工用用水量大大、且返返出的含含有固体体颗粒及及其他有有害物质质的污水水无法直直接再利利用的特特点，探探讨其现现场处理理工艺和和再利用用的方法法，提出出了污水水处理以以“现场过过滤、自自然沉淀淀”为主体体的工艺艺方法，

2、研制的的作业现现场循环环过滤沉沉淀池成成功应用用于现场场，并达达到了节节水减排排的目的的，取得得了良好好的经济济效益和和社会效效益。该池子是是在原有有普通铁铁池子的的基础上上改制而而成的，容积为为12mm3。该池池子的结结构设计计涉及到到了流体体力学计计算原理理，后面面将对此此进行详详细介绍绍。池子子内部用用5mm钢板将将其分割割成了沉沉淀区和和循环区区两工作作区。这这样，在在施工中中，实现现了水泥泥车上水水管线与与返出液液管线的的彻底分分离，避避免了返返出的固固体颗粒粒被水泥泥车直接接吸入井井内的缺缺点。在在沉淀区区内安装装了20目、60目、80目的三三道滤网网，这样样将沉淀淀区分割割成了三

3、三个沉淀淀区块，进行分分区沉淀淀。该池池子的结结构特点点是实行行分级过过滤，延延长了循循环路线线。在施施工中，返出液液经过沉沉淀区三三道滤网网分别进进行过滤滤沉淀，过滤后后的冲洗洗液进入入循环工工作区，然后被被水泥车车吸走打打入井内内。这样样就建立立了初次次沉淀过过滤、第第二次沉沉淀过滤滤、最后后一次沉沉淀过滤滤再进入入循环工工作区的的循环程程序。在在水泥车车的作用用下，返返出液管管线将携携带着固固体颗粒粒的返出出液排入入第一个个沉淀区区，在20目滤网网的作用用下将较较大的固固体颗粒粒拦在该该区内进进行初次次沉淀。较小的的固体颗颗粒随液液流进入入第二个个沉淀区区，在60目滤网网的作用用下将其其

4、拦在该该区内进进行第二二次沉淀淀。最后后更小的的固体颗颗粒随液液流进入入第三个个沉淀区区进行沉沉淀。经经测量，经过三三次过滤滤沉淀的的冲洗液液固体颗颗粒含量量小于5mll/L，颗粒粒直径小小于0.11mm，水质质达到了了技术规规定标准准。20007年7月20008年7月，井下下作业大大队共在现场场使用循循环过滤滤沉淀池池105井次，效果明明显，平平均单井井使用水水量仅为为20m3。如7-2293钻塞历历时216小时，共计用用水仅45m3。在池池子改造造前，采采用补充充换液的的办法，这样不不但造成成了水资资源的浪浪费，还还增加了了污水排排放的压压力。池池子改造造后，平平均每口口井可节节约用水水1

5、500m3，全年年共节约约用水157750mm3，同时时减少污污水排放放157750mm3。据不不完全统统计，中中原油田田六个采采油厂每每年平均均化堵钻钻塞井达达到了670井次，如果在在整个油油田推广广使用循循环过滤滤沉淀池池，仅作作业钻塞塞施工每每年则可可节约用用水10112500m3，同时时减少污污水排放放10112500m3，具有有广阔的的推广应应用前景景。三级单位意见（盖章）年月日评委会意见年月日作业现场场循环过过滤沉淀淀池在油田节节能减排排中的应应用前景景时间：220077年20008年地点：井井下作业业大队提案人：姚志刚刚操作人：李旭光苏愿忠王凯袁海坤张磊杜长征发布人：李旭光光一、

6、问题题的提出出目前油水水井挤堵堵工艺已已成为增增油上产产的重要要措施之之一，随随着化堵堵井的增增多，钻钻塞任务务越来越越重。仅仅中原油油田采油油五厂挤挤堵钻塞塞井每年年平均就就达到了了96井次，且钻塞塞井段较较厚，一一般厚度度在一百百米以上上，钻塞塞过程中中，钻塞塞液返排排出大量量的堵剂剂固体颗颗粒。传传统上，普遍采采用12mm3铁池进进行循环环沉淀，由于这这种池子子存在循循环路线线短，沉沉淀速度度慢，随随着钻塞塞液中固固体颗粒粒的增多多，大量量的固体体颗粒会会被再次次循环吸吸入井内内。这样样不但污污染油层层，还极极易堵螺螺杆钻，造成起起钻进行行二次钻钻塞，甚甚至还有有造成卡卡钻等井井下事故故

7、发生的的危险。因此，必须对对池子里里的污水水及时进进行更换换，这样样的做法法，不但但造成水水资源的的巨大浪浪费，且且大量的的污水被被拉走排排放，增增加了污污水处理理的负担担。从根根本上来来说，需需要以新新技术，新工艺艺来减少少这种水水资源的的浪费。从目前前来看，我国节节能大行行动已经经全面的的展开，相应的的政策要要求也已已经出台台，对企企业的要要求与节节能标准准提得更更高。针针对这种种情况，我们研研制了作作业现场场循环过过滤沉淀淀池，在在现场得得到了较较好的应应用，且且效果明明显。二、目的的意义针对作业业现场钻钻化堵剂剂施工用用水量大大、且返返出的含含有固体体颗粒及及其他有有害物质质的污水水无

8、法直直接再利利用的特特点，探探讨其现现场处理理工艺和和再利用用的方法法，提出出了污水水处理以“现场过过滤、自自然沉淀淀”为主体体的工艺艺方法，研制的的作业现现场循环环过滤沉沉淀池成成功应用用于现场场，并达达到了节节水减排排的目的的。三、案例例内容1、循环环过滤沉沉淀池的的结构：该池子子是在原原有普通通铁池子子的基础础上改制制而成的的，容积积为12mm3。该池池子的结结构设计计涉及到到了流体体力学计计算原理理，后面面将对此此进行详详细介绍绍。池子子内部用用5mm钢板将将其分割割成了沉沉淀区和和循环区区两工作作区。这这样，在在施工中中，实现现了水泥泥车上水水管线与与返出液液管线的的彻底分分离，避避

9、免了返返出的固固体颗粒粒被水泥泥车直接接吸入井井内的缺缺点。在在沉淀区区内安装装了20目、60目、80目的三三道滤网网，这样样将沉淀淀区分割割成了三三个沉淀淀区块，进行分分区沉淀淀。该池池子的结结构特点点是实行行分级过过滤，延延长了循循环路线线。2、循环环过滤沉沉淀池的的沉淀原原理及水水力计算算根据工程程流体力力学原理理：当液液流的速速度V液小于于固体颗颗粒在水水中的自自由下沉沉速度V降时，固体颗颗粒就会会得到有有效沉淀淀。即：V固VV降V液式中V固固固体颗颗粒在沉沉淀池中中的沉淀淀速度，米/秒； V液液体在在沉淀池池中的流流动速度度，米/秒； V降固体颗颗粒在静静止的液液体中的的沉淀速速度，

10、米米/秒。从上面公公式可以以看出，固体颗颗粒在池池子中得得到有效效沉淀的的条件是是V液小于V降，也也就是说说要控制制液体在在池子中中的流动动速度。在排量量（要求求排量达达到25mm3/hh）不变变的情况况下，要要实现这这一目的的，必须须使液体体在池子子中的流流动面积积满足这这一要求求，在设设计池子子的时候候我们考考虑到了了这一点点。另外外，还考考虑到固固体颗粒粒的沉淀淀需要时时间，要要想得到到有效沉沉淀，必必须使其其沉淀时时间小于于液体在在沉淀区区流动所所需的时时间。即即T固T液T固HH/V固式中H 沉淀池池的深度度，米；V固固体体颗粒在在沉淀池池中的沉沉淀速度度，米/秒；T固固体体颗粒在在沉

11、淀池池中的沉沉淀时间间，秒。T液LL/ VV液式中L 液体在在沉淀区区流动的的距离，米；V液液体体在沉淀淀池中的的流动速速度，米米/秒；T液液体体在沉淀淀区流动动所需的的时间，秒。根据实验验，固体体颗粒的的自由沉沉降速度度V降与其其密度及及其颗粒粒直径有有关，相相同密度度的固体体颗粒，颗粒越越大，沉沉降速度度越快；相同直直径的固固体颗粒粒，密度度越大，沉降速速度越快快。目前前堵剂水水泥固体体颗粒密密度为3.115、石英英砂的密密度为2.665，因此此相同颗颗粒直径径的堵剂剂水泥固固体颗粒粒的沉降降速度高高于石英英砂的沉沉降速度度，由于于施工中中往往钻钻堵剂及及冲砂同同时进行行，现场场施工中中冲

12、出的的砂粒直直径一般般为0.44-0.8mmm，现以以颗粒直直径为0.44mm的石英英砂在池池子中的的沉淀为为例，对对沉淀的的沉淀效效果进行行分析计计算。密度为22.655的石英英砂在水水中的自自由沉降降速度平均颗粒粒直径（mm）自由沉降降速度（m/ss）平均颗粒粒直径（mm）自由沉降降速度（m/ss）平均颗粒粒直径（mm）自由沉降降速度（m/ss）平均颗粒粒直径（mm）自由沉降降速度（m/ss）2.80.19911.0440.09940.23300.022850.11120.000712.30.16670.7660.07770.20000.022440.08800.000421.8550.1

13、4470.5110.05530.15560.011720.05550.000211.5550.12270.4000.04410.12260.011200.03320.000071.1990.10050.3000.03340.11160.000850.00010.000011、池子子外围尺尺寸：长长宽高6m2m1m池子容积积：6m2m1m12mm3 池子中液液流截面面积：1m1m1m22沉淀区距距离：1m+5m=6m2、液流流速度的的计算：已知排量量为25 m3/h，即1立方/1444秒1m3水水通过截截面积为为1m2的距离离为：1m31m21m所以，VV液1米144秒0.00069944米/秒

14、从给出的的石英砂砂自由沉沉降速度度表中可可以看出出，V液（0.00069944米/秒）大大大低于于它们的的自由沉沉降速度度V降，颗颗粒直径径大于0.1112mmm的砂子子达到了了沉淀条条件。所所以直径径为0.44-0.8mmm的砂粒粒完全有有条件在在池子里里沉淀。3、颗粒粒（直径径为0.44mm）沉淀淀时间T固与液液流通过过沉淀区区所需的的时间T液的计计算比较较：T固HH/V固1/00.0441-00.000694441/00.0334055630秒T液LL/ VV液6/00.00069444864秒可以看出出T固T液，颗颗粒直径径为0.44-0.8mmm砂粒完完全有时时间在池池子里沉沉淀。四

15、、操作作方法在施工中中，返出出液经过过沉淀区区三道滤滤网分别别进行过过滤沉淀淀，过滤滤后的冲冲洗液进进入循环环工作区区，然后后被水泥泥车吸走走打入井井内。这这样就建建立了初初次沉淀淀过滤、第二次次沉淀过过滤、最最后一次次沉淀过过滤再进进入循环环工作区区的循环环程序。在水泥泥车的作作用下，返出液液管线将将携带着着固体颗颗粒的返返出液排排入第一一个沉淀淀区，在在20目滤网网的作用用下将较较大的固固体颗粒粒拦在该该区内进进行初次次沉淀。较小的的固体颗颗粒随液液流进入入第二个个沉淀区区，在60目滤网网的作用用下将其其拦在该该区内进进行第二二次沉淀淀。最后后更小的的固体颗颗粒随液液流进入入第三个个沉淀区

16、区进行沉沉淀。经经测量，经过三三次过滤滤沉淀的的冲洗液液固体颗颗粒含量量小于5mll/L，颗粒粒直径小小于0.11mm，水质质达到了了技术规规定标准准。该池池子由于于延长了了循环路路线，并并在两个个位置改改变液流流的方向向，这样样，有助助于固体体颗粒的的沉淀。在两个个变向位位置分别别装有20目、60目滤网网，80目滤网网装在最最后一个个沉淀区区块。采采取分区区沉淀的的优点是是不会使使沉淀太太拥挤，不至于于堵塞滤滤网，有有利于液液流顺利利通过。设置滤滤网的另另一个作作用是避避免因排排量过大大使固体体颗粒来来不及沉沉淀而被被在次吸吸入井内内。经过过三次过过滤沉淀淀，保证证了入井井液的清清洁。五、效

17、益益评价20077年7月2008年7月，井下下作业大大队共在在现场使使用循环环过滤沉沉淀池105井次，效果明明显，平平均单井井使用水水量仅为为20 m3。如7-2293钻塞历时216小时，共计用用水仅45 m3。在池池子改造造前，采采用补充充换液的的办法，这样不不但造成成了水资资源的浪浪费，还还增加了了污水排排放的压压力。池池子改造造后，平平均每口口井可节节约用水水1500 m33，全年年共节约约用水157750 m3，同时时减少污污水排放放157750 m3。据不不完全统统计，中中原油田田六个采采油厂每每年平均均化堵钻钻塞井达达到了670井次，如果在在整个油油田推广广使用循循环过滤滤沉淀池池，仅作作业钻塞塞施工每每年则可可节约用用水10112500 m33，同时减减少污水水排放10112500 m33，具有有广阔的的推广应应用前景景。六、综述述水是人类类生活生生产中不不可获缺缺的宝贵贵自然财财富，我我国人均均水资源源拥有量量只有22000立方米米，仅为为世界平平均水平平的14，水资资源不足